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Cuánto de la geometría diferencial puede ser desarrollado en su totalidad sin el atlas?

Podemos definir un topológico colector a ser una segunda contable de Hausdorff espacio de tal forma que cada punto tiene un barrio homeomórficos a un subconjunto abierto de $\mathbb{R}^n$. Podemos definir un suave colector de ser un topológico colector equipado con una estructura de la gavilla de los anillos de suave a las funciones de transporte de la estructura de $\mathbb{R}^n$, ya que el $\mathbb{R}^n$ tiene una canónica de haz de funciones diferenciables $\mathbb{R}^n\to \mathbb{R}$, con un canónica de la restricción de la gavilla para cualquier subconjunto abierto. Esto le da un colector como un localmente anillado espacio. (Por supuesto, esta definición generaliza para todos los tipos de otros tipos de colectores con ajustes menores).

Entonces las preguntas: Si estamos totalmente de ignorar la definición utilizando atlas, en algún punto de golpear una pared? Podemos desarrollar plenamente la geometría diferencial sin tener que recurrir a los atlas?

Independientemente de la respuesta anterior, ¿hay libros que desarrollar la geometría diferencial , principalmente, a partir de una "localmente anillado espacio" punto de vista, de caer en el lenguaje de atlas sólo cuando es necesario? Miré a Kashiwara & Schapira "Gavillas en los Colectores", pero que está mucho más centrado en las poleas de abelian grupos y la (co)homología.

Editar:

Para aclarar (Ya que Pete y Kevin entendido mal): Es fácil demostrar que los enfoques son equivalentes, pero las pruebas usando los gráficos no siempre fácil de traducir a las pruebas usando poleas.

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babubba Puntos 1213

No es un libro de Ramanan Global "Cálculo" que desarrolla la geometría diferencial gran medida dependen de la gavilla de la teoría (usted debe ver a su definición de la conexión de álgebra...). Evita las palabras mágicas "localmente anillado espacio" que requiere que la estructura gavilla de ser un subsheaf de la gavilla de funciones continuas (de ahí la máxima ideal de los tallos = fuga de funciones).

26voto

Zameer Manji Puntos 1213

Este es un comentario, no una respuesta, pero es demasiado largo para caber en la caja de comentarios: después de haber leído la pregunta, respuestas y comentarios, no me acaba de seguir la intención de esta pregunta:

Podemos definir un colector para ser localmente anillado espacio en el que cada punto tiene una vecindad isomorfo a un subconjunto abierto de ${\mathbb R}^n$ (o ${\mathbb R}^n$ sí) con su gavilla de las funciones lisas (más el segundo countability y Hausdorffness, si te gusta). Como se señaló Dmitri, la colección de todos los tales, forman un atlas, pero uno no tiene que decir esto.

Como Pete dice Clark, lo que he dicho hasta ahora, es evidente.

Pero parece que hay otro aspecto de la cuestión es si se puede evitar siempre el trabajo en las coordenadas. Esto parece no tener nada que ver con el atlas.

E. g. en los argumentos, en el local de los anillos espacio, uno será, sin duda, en muchos casos, verificar que una propiedad puede ser comprobado a nivel local, y, a continuación, compruebe en el espacio Euclidiano con su natural suave de la estructura. (Como en la teoría de los esquemas, a menudo se muestra que es una propiedad local, y, a continuación, comprueba en los afín caso).

Ahora uno puede preguntar: ¿puede uno evitar el segundo tipo de argumentos? Esto parece poco probable: colectores están definidos localmente Euclídeo (no importa cuál de los posibles formalismos uno está usando), y por lo tanto si uno está demostrando teoremas acerca de los colectores, uno tiene el uso de este lugar. Por ejemplo, uno puede realmente definir la tangente gavilla en un coordiante de manera libre, pero para demostrar que es localmente libre de rango equivalente a la dimensión del colector, se va a reducir a un local de computación y, a continuación, apelar al cálculo en Euclidiana espacios; no hay otra manera!

[EDIT: La última frase puede ser demasiado categórico de una declaración; ver Dmitri Pavlov respuesta a una sugerencia de una manera más significativa algebraica de la reformulación de la noción de colector.]

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kevtrout Puntos 2774

Yo diría que es a priori claro que TODOS los de la geometría diferencial (diferencial y topología, geometría compleja, etc.) puede ser desarrollado utilizando el lenguaje de forma local rodeada de espacios en lugar de atlas.

"Atlas" nunca fue una técnica importante en el tema; es sólo una definición, una especie de materialización de la idea de que hay algunos específicos de la "estructura", que corresponde a la habilidad de saber cuando una función en un resumen del colector es suave o no. Pero la idea principal nunca ha sido otra cosa que el siguiente sencillo: para que una función sea suave, tiene que ser compatible con cada una de las coordenadas de los gráficos (es decir, la diferenciabilidad de la condición en los mapas compuestos), que también han de ser compatibles el uno con el otro y la cubierta del colector en cuestión. [Y se generaliza a partir de las funciones lisas en un suave colector para suavizar los mapas entre suave colectores.]

El torpe parte de la definición de atlas viene cuando salimos de la simple (y muy necesaria) condiciones arriba y decir "Ahora un atlas es una máxima de gráficos [o, posiblemente, una clase de equivalencia de conjuntos de gráficos]". Esta parte de la definición ha sido explícitamente la diversión de Gian-Carlo Rota en su [creo; no he vuelto a comprobar este punto] Indiscreta Pensamientos, en lo que se refiere al concepto como un "cortés ficción".

De todos modos, el punto es que usted quiere ser capaz de decir lo que una suave mapa entre los colectores. Si estamos de acuerdo en lo de los mapas son, entonces estamos hablando de la misma hormigón categoría de colectores y suave mapas. Sin duda se puede comprobar que la noción de LRS da lugar a la misma categoría de producto, sino a través de un formalismo que usted, yo y gran parte de la matemática contemporánea mundial probablemente vistas como más elegante que la de atlas -- y eso es realmente todo lo que importa.

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Nir Puntos 18250

Esta cuestión se examina en la Tennison la "gavilla " teoría". Él define colectores su camino y escribe (p. 90):
"...la definición anterior es de acuerdo con la más usual de las definiciones en términos de atlas de mapas con mapas de transición del tipo apropiado[...], con dos posibles excepciones. Algunos autores puede requerir que $X$ tiene una contables base de bloques abiertos. Otros autores, puede insistir en que $(X,\mathcal{O}_X )$ satisfacer una separación (hausdorff) condición..."
Usted también puede estar interesado en el tratamiento "Suave Colectores y hechos Observables" Jet Nestruev, donde los colectores se caracterizan por su anillo de las funciones lisas (tiene que ser "geométrico").
Por último, pero no menos importante que usted puede echar un vistazo a "la Geometría Algebraica sobre C-infinito anillos" por Dominic Joyce,
http://arxiv.org/abs/1001.0023
donde "clásico" de la geometría diferencial es ampliamente generalizada (en el sentido de Spivak derivados de colectores).

13voto

Steve Willard Puntos 5985

Su definición de un buen colector de usa todavía el atlas en un poco manera encubierta, porque equivale a decir que un suave manifold es un topológico colector con una tapa abierta cuyos elementos están equipadas con un isomorfismo de la restricción de la estructura de la gavilla y el estándar de gavilla en R^n. Esta apertura de la tapa no es nada más que un atlas.

Por lo tanto uno necesita todavía un atlas libre de la definición de un buen colector. Una posible forma de hacerlo es definir la categoría de suave colectores como opuesto a la categoría de la totalidad de la subcategoría de la categoría de real álgebras que consta de real álgebras de la satisfacción de ciertas propiedades, como por ejemplo, la intersección de los núcleos de todos los homomorphisms a R debe ser 0. Uno podría esperar que estas condiciones adicionales pueden ser formulados en términos de dimensiones de algún vector de paquetes construidos a partir de esta álgebra (por ejemplo, la tangente paquete, jet paquete, conexiones, etc.).

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